Ce sont des galaxies massives très anciennes, nées moins de deux milliards d’années après le Big Bang, que les astronomes n’avaient encore jamais repérées: grâce au radiotélescope ALMA au Chili, une quarantaine de ces galaxies « noires » ont pu être détectées, ont annoncé des astronomes.
Une nouvelle importante pour le monde de l’astronomie. « C’est la première fois que l’on trouve une aussi vaste population de galaxies massives datant des deux premiers milliards d’années de notre Univers né il y 13,7 milliards d’années », relève Tao Wang, premier auteur de l’article paru mercredi dans la revue Nature.
« Cela ne correspond pas à nos modèles théoriques actuels sur cette période de l’évolution cosmique », constate ce chercheur à l’Université de Tokyo et au Commissariat à l’énergie atomique (CEA) français.
Les galaxies « noires » sont invisibles pour le télescope spatial Hubble qui fournit des images depuis près de 30 ans et fouille les profondeurs de l’Univers, permettant de voir dans le passé.
« Ces galaxies apparaissent comme des zones noires dans les images du ciel prises en lumière visible. Mais elles constituent de véritables sources de lumière dans le domaine des ondes millimétriques. C’est comme cela que nous les avons découvertes », explique à l’AFP l’astrophysicien David Elbaz, directeur de recherches au CEA et co-auteur de l’étude.
Alors que certains de leurs collègues doutaient de l’existence de ce type de galaxies massives aussi anciennes, une équipe internationale d’astronomes est partie à leur recherche en partant de l’hypothèse que la lumière de leurs étoiles était totalement cachée par de très grandes quantités de poussière interstellaire.
« Nous avons accumulé des indices de leur existence dans des régions précises du ciel, puis nous avons pointé le télescope ALMA sur ces régions et là, surprise! En moins de deux minutes de pause, ces galaxies ont émergé au milieu de nulle part », raconte David Elbaz.
Implanté dans le désert de l’Atacama à 5.000 mètres d’altitude, ALMA (Atacama Large Millimeter Array) est un radiotélescope très puissant composé de 66 antennes de grande précision observant dans les longueurs d’ondes millimétriques et sub-millimétriques.
Cet équipement inauguré en 2013, est le fruit d’un partenariat entre l’Observatoire européen austral (ESO) et des institutions scientifiques des Etats-Unis et du Japon.
« C’est la capacité d’ALMA de capter les ondes millimétriques avec une finesse inégalée qui nous a permis de trouver la preuve de l’existence des galaxies noires », souligne David Elbaz.
Les 39 galaxies noires détectées sont en quelque sorte des « galaxies-dinosaures », captées au moment où elles étaient encore vivantes, explique-t-il. Selon lui, elles sont « les ancêtres des galaxies géantes dites mortes – car elle ne forment plus d’étoiles -« que l’on peut observer dans l’Univers.
Les galaxies noires se sont révélées aussi massives (autour de 50 milliards de masses solaires) que notre galaxie, la Voie lactée. Pourtant leurs images remontent à 12 milliards d’années dans le passé. L’Univers est alors encore jeune. « Mieux encore, on les a trouvées alors qu’elles formaient leurs étoiles à un rythme 50 fois plus intense que la Voie lactée! », s’enthousiasme l’astronome.
Jusqu’à présent les modèles théoriques ne prévoyaient pas l’existence de ces galaxies « adultes » géantes si tôt dans l’histoire de l’Univers, pointe l’astrophysicien. « Elles sont victimes d’un vieillissement ultra-rapide pour une raison qui reste mystérieuse ».
Les astronomes pensent que leur découverte pourrait permettre d’avancer sur la connaissance des trous noirs supermassifs. « Plus une galaxie est massive, plus son trou noir en son coeur est massif », relève le Professeur Kotaro Kohno, de l’Université de Tokyo.
Un trou noir est un objet tellement dense qu’il empêche toute matière ou lumière de s’échapper.
L’équipe va à présent chercher s’il n’existe pas d’autres galaxies lointaines inconnues. Elle attend avec impatience le successeur de Hubble, le James Webb Space Telescope, dont le lancement est prévu en mars 2021.
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